[超純量管線 Super-scale Pipeline]
晶片製程的提升不只是讓元件的反應變快，連帶的讓CPU晶片能塞入更多的元件。

如何讓多出來的元件數量也能幫助提升效能呢?

多出來的元件除了增加暫存器跟快取來提高資料命中率，
還能多開幾條生產線。

Intel 在 Pentium CPU 中加入了所謂超純量管線 (Super-scale Pipeline)的設計，
使用 64bits 的資料匯流排(Data Bus)，跟兩條管線，
最好的情況可以在一個時脈同時執行兩個指令。(每條管線處理32bits運算)
前端有一個“排程單元”用來判斷抓進來的指令能不能同時執行，
再根據簡單的判斷將指令往兩條 pipeline 裡頭丟，
大幅降低管線中的出錯機率。


這個方法有點像是以量來換取效能，
生產線越多條，對效能越會有幫助，不過這跟加深管線不同的是，這是用電晶體數換來的，會直接反應到成本與製作難度上。

而且還有一個問題就是，生產線多一倍，效能並不會多一倍，
這跟排程單元的能力有關，優秀的排程可以讓每條生產線都能充分被利用到，
但是生產線越多條，排程要考慮的問題越多，
因為必須往後抓取更多指令來填生產線，但是如果排程單元花太多時間判斷，
就會讓效能變得很差。
所以在排程單元能力有限的情形下，生產線越多條利用效率會越差。


以有名的 AMD Athlon (K7) 處理器來說，
就算擁有當時相當優秀的排程單元，與令人驚異的9組超純量管線，
但在CPU滿載時，所有運算單元的平均使用率依然不到3成。



[多媒體指令集與 SIMD (Single-Instruction Multiple-Data)]
所以伴隨著超純量管線技術的，還有多媒體指令集。
當初 Pentium 出現後沒多久，就出現了支援 MMX 指令集的 Pentium MMX 處理器，
MMX 指令集提供 64bits 的暫存器與相關整數運算指令，
具有單一指令能夠平行處理2筆32bits，4筆16bits，或是8筆8bits資料，
充分利用了兩組超純量管線(碰到 MMX 指令連排程的工夫都省了)。

如果程式使用了這類指令集，就等於告訴了CPU哪些東西是可以同時處理的，
也不用擔心排程排錯，可以提高管線使用率，提高程式運作效率，一舉數得。

後來的 3D Now!，SSE，SSE2，SSE3，…等多媒體擴充指令集，
也都有單一指令同時處理多筆資料(SIMD)的能力(也支援浮點數計算)。

不過能平行處理的資料還是以多媒體用途居多，
因為這類指令不大量連續使用的話，對效能提升並不明顯，
很多情形下還是得靠排程單元來撐CPU的資源使用率。

接下篇....